El documento A estableció la vida útil dividida de la luminaria de emergencia: años de flotación caliente seguidos de una descarga de una a tres horas que no debe fallar. El artículo B convierte ese deber en una decisión de selección de celda: compara el hidruro metálico de níquel (NiMH) con el níquel-cadmio (NiCd), el plomo-ácido regulado por válvula (VRLA) y el fosfato de hierro y litio (LiFePO4), calcula el presupuesto de amperios-hora para la duración nominal y explica el diseño de carga que permite que NiMH alcance la marca de servicio de cuatro años que espera IEC 60598-2-22.
El NiCd definió la iluminación de emergencia durante décadas: tolera el abuso, las altas temperaturas y las sobrecargas, y suministra alta corriente. Sus problemas son regulatorios y electroquímicos. El cadmio es un metal pesado restringido por RoHS cuyas exenciones para iluminación de emergencia se han reducido, lo que ha obligado a los fabricantes a optar por diseños documentados sin cadmio; El NiCd también exhibe el efecto memoria que reduce la capacidad utilizable después de las repetidas descargas superficiales de las autopruebas mensuales, y su densidad de energía es la más baja de las cuatro. El VRLA es barato en capacidades mayores, pero pesado, sensible a la temperatura en flotación y -según las recientes normas del sistema de emergencia chino que prohíben el plomo-ácido en accesorios autónomos- está cada vez más excluido de esta clase de productos. LiFePO4 es liviano y de larga vida, pero requiere circuitos de protección, trae sus propios límites de capacidad en sistemas regulados y aumenta el costo de la lista de materiales para un dispositivo que pasa casi toda su vida inactivo. NiMH elimina el cadmio, elimina el efecto memoria, aproximadamente duplica la energía volumétrica del NiCd, mantiene la seguridad intrínseca de una química acuosa y no necesita un sistema de gestión complejo. El cuadro de mando animado califica a los cuatro según los cinco criterios que deciden el servicio de flotación; es una comparación de ingeniería cualitativa.
El objetivo de energía es la duración nominal de la energía de emergencia del LED dividida por la eficiencia del controlador y el voltaje nominal del paquete, pero un paquete compatible es mayor que ese número bruto por tres razones específicas de la iluminación de emergencia. Primero, la capacidad al final de su vida útil: IEC 60598-2-22 requiere que el accesorio entregue su duración nominal no solo cuando es nuevo sino después de la vida útil declarada (comúnmente cuatro años), por lo que el diseño comienza con aproximadamente un 20-25 por ciento de espacio libre contra la pérdida de capacidad. En segundo lugar, la temperatura: un pasillo frío o una escalera en invierno reduce la capacidad disponible, mientras que las mismas celdas deben sobrevivir a un techo caliente en verano: el paquete tiene el tamaño adecuado para el caso frío y la carga administrada para el caso caliente. En tercer lugar, el voltaje de entrada mínimo del controlador LED: a medida que el paquete se descarga, su voltaje cae y el paquete aún debe mantener el controlador por encima de la caída al final de la duración nominal al final de su vida útil. El recorrido animado aplica la cadena para una conexión representativa de 3 W, tres horas y 3,6 V; Los valores son ilustrativos y una declaración utiliza la eficiencia medida del conductor y las curvas de celda.
NiMH alcanza una vida útil de cuatro años sólo si el cargador respeta el envejecimiento de la química. El enemigo es la sobrecarga sostenida: una vez que una celda de níquel sellada está llena, la recombinación de oxígeno consume corriente continua, lo que libera calor, y el calor acelera la degradación del separador y del electrolito en un circuito que se refuerza a sí mismo. En las instalaciones de emergencia se utilizan tres regímenes disciplinados: un goteo con temperatura compensada cuya corriente cae a medida que aumenta la temperatura del recinto; una recarga por pulsos o temporizada que se carga completamente y luego descansa, recargándose periódicamente; y recarga rápida terminada en dV/dt después de un evento real o una autoprueba completa, seguida de una fase de bajo mantenimiento, porque las normas EN exigen una recarga dentro de las 24 h. Un termistor unido a la cadena de celdas permite que el controlador reduzca cuando el accesorio del techo se calienta. Con ese diseño, la vida útil del flotador de NiMH en un recinto controlado a 35-40 °C alcanza de manera confiable el horizonte de cuatro años; sin él, ninguna selección química puede rescatar el producto.
Las cargas de LED de emergencia de 1 a 6 W se asignan perfectamente a tres a seis celdas de NiMH en serie (3,6 a 7,2 V nominales) en formatos AA, C o sub-C, con capacidad elegida en la escala de duración. Las celdas se sueldan en cadenas coincidentes (la combinación de capacidad y resistencia interna es importante porque la celda más débil establece el voltaje de final de duración) y están equipadas con protección térmica y, en diseños de mayor corriente, un dispositivo reiniciable o fusible. Una ventaja práctica sobre el NiCd surge en el régimen de autoprueba: debido a que el NiMH no desarrolla depresión de voltaje a partir de ciclos superficiales repetidos, las pruebas funcionales mensuales no reducen progresivamente la capacidad aparente que mide la prueba anual de duración completa, eliminando los ciclos de acondicionamiento periódicos que requieren las flotas de NiCd. El marcado del paquete incluye química, capacidad nominal, fecha de fabricación y orientación sobre reemplazo, lo que es cada vez más importante para las expectativas de etiquetado y extracción de la batería de la regulación europea sobre baterías.
Las baterías de emergencia son elementos de desgaste dentro de un accesorio que dura una década o más, por lo que un compartimiento de batería deslizable, con llave y con luz para herramientas extiende la vida útil de la luminaria y se alinea con las reglas de responsabilidad del productor que favorecen las baterías extraíbles y reemplazables. La selección de NiMH también simplifica la historia del final de su vida útil para los compradores europeos: sin cadmio, rutas establecidas de reciclaje de níquel y transporte UN 3496 Clase 9 en lugar de controles de litio. El documento C establece la evidencia de prueba de tipo (descarga de duración nominal, conmutación, resistencia a altas temperaturas, compatibilidad de autoprueba y seguridad de celda) que convierte estas opciones de diseño en una luminaria certificada.
Poder de Weijiangsuministra celdas de NiMH de alta temperatura y cadenas soldadas combinadas para luminarias de emergencia autónomas en toda la escala de duración de 1 a 3 h, con recomendaciones de carga flotante adaptadas a los perfiles ambientales del techo, soporte de diseño de paquete extraíble y documentación IEC 61951-2, IEC 62133-1 y ONU 38.3. Envíe la potencia del LED de emergencia, la duración nominal, la temperatura del gabinete en el peor de los casos y la vida útil objetivo y dimensionaremos un paquete sin cadmio que cumpla con su duración nominal al cuarto año, no solo en la prueba de fábrica.
